Innenraumluftqualität: Zeit, endlich hinzusehen

Eine userfreundliche deutsche Übersetzung der Innenraumluftqualität- Scientific Opinion „Indoor Air Quality: An Overdue Awakening“ von Linsey C. Marr und Richard L. Corsi.

Hinweis zur Quelle und Übersetzung

Screenshot Originalpaper "Indoor Air Quality: An Overdue Awakening"

Dieser Beitrag ist eine leserfreundliche deutsche Übersetzung der Scientific Opinion „Indoor Air Quality: An Overdue Awakening“ von Linsey C. Marr und Richard L. Corsi

Der Originaltext ist als Scientific Opinion gekennzeichnet und zum Zeitpunkt dieser Übersetzung nicht peer-reviewed.

Dieser Beitrag erschien als Teil der Sonderausgabe „60th Anniversary of Environmental Science and Technology“ von Environmental Science & Technology. und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution 4.0 International, CC BY 4.0.

Die besteluft-Fassung ist eine leserfreundliche deutsche Übersetzung, bleibt aber möglichst nah am Ausgangstext. Änderungen bestehen vor allem in der Übertragung ins Deutsche, sprachlicher Glättung und einer späteren kurzen redaktionellen Einordnung durch besteluft.

besteluft ist keine akademische Fachinstitution für Innenraumluftqualität. Wir ordnen das Thema aus einer unabhängigen, strategischen und nutzerorientierten Perspektive ein. Ziel ist, wichtige Inhalte zur Innenraumluftqualität verständlich zugänglich zu machen.

Die Originalautor:innen unterstützen oder empfehlen diese Übersetzung nicht ausdrücklich.

Beginn der Übersetzung:

Autor:innen: Linsey C. Marr und Richard L. Corsi

Schlagworte im Original: Außenluftqualität, Luftverschmutzung, ultrareine Luft

Anlässlich des 60-jährigen Bestehens von Environmental Science & Technology erreichen auch zwei wichtige Gesetze zur Luftreinhaltung ähnliche Meilensteine: der britische Clean Air Act wird 70 Jahre alt, der US-amerikanische Clean Air Act 63 Jahre. Diese Gesetze haben die Qualität der Außenluft deutlich verbessert und große gesundheitliche Vorteile gebracht. Für den US Clean Air Act wird geschätzt, dass der Nutzen die Kosten um mehr als das Dreißigfache übersteigt.

Im selben Zeitraum hat sich auch das Wissen über Innenraumluftqualität enorm weiterentwickelt. Ein wichtiger Grund dafür ist die Erkenntnis, dass Menschen in entwickelten Ländern im Durchschnitt rund 70 Jahre ihres Lebens in Innenräumen verbringen. Trotzdem blieben Gesetze, politische Vorgaben und Leitlinien zur Innenraumluftqualität weitgehend auf Radon und einige wenige Sonderfälle beschränkt.

Dennoch: Außenluft und Innenraumluft sind eng miteinander verbunden. Sie bilden ein Kontinuum. Verbesserungen der Außenluftqualität haben deshalb auch die Belastung in Innenräumen verringert, soweit diese Belastung von außen stammt. Bei Schadstoffen, die in Innenräumen selbst entstehen, waren die Fortschritte dagegen langsam oder blieben ganz aus. Eine wichtige Ausnahme ist Tabakrauch in Innenräumen.

Im Jahr 2000 veröffentlichte das Magazin Environmental Manager einen Artikel mit dem Titel „Indoor Air Quality: A Time for Recognition“. Darin wurde der Entwicklung moderner Probleme der Innenraumluftqualität auf die Spur gegangen. Der Artikel forderte außerdem einen Clean Indoor Air Act, also ein Gesetz für saubere Innenraumluft, um die erheblichen Auswirkungen schlechter Innenraumluft auf akute und chronische Erkrankungen anzugehen.

In dem Vierteljahrhundert seit Erscheinen dieses Artikels sind neue Dimensionen hinzugekommen: die Erkenntnis, dass SARS-CoV-2 (Anmerkung besteluft: und andere Erreger wie Influenza oder RSV) über die Luft übertragen werden können (Airborne Diseases), und die zunehmende Häufung von Waldbränden. Beide Entwicklungen haben die Wichtigkeit des Themas rund um Innenraumluftqualität verstärkt. Ein Policy-Forum-Artikel in Science und ein Model Indoor Air Quality Act zeigen eine mögliche Roadmap, wie Fortschritte bei der Verbesserung der Innenraumluftqualität gelingen könnten.

In diesem Beitrag greifen die Autor:innen drei Fragen auf, die aus ihrer Sicht genauer betrachtet werden sollten, wenn Forschende, politische Entscheidungsträger:innen und die Öffentlichkeit den Weg zu sauberer und gesünderer Innenraumluft gehen.

Öffentliche versus private Innenräume

Während Außenluft ein öffentliches Gut ist, gibt es Innenraumluft sowohl in öffentlichen als auch in privaten Gebäuden. Ihre Qualität unterscheidet sich stark von Gebäude zu Gebäude (Anmerkung besteluft: und von Raum zu Raum). Damit stellt sich die Frage, wie sich saubere Luft für möglichst viele Menschen am besten sicherstellen lässt.

Als mögliche Vorbilder können wir auf die Regulierung von Trinkwasser, Lebensmittelsicherheit und Brandschutz in Gebäuden schauen. Diese Bereiche betreffen ebenfalls Einrichtungen und Räume entlang des Spektrums von öffentlich bis privat.

Ein Beispiel aus den USA: Leitungswasser, das von einem Versorgungsunternehmen aufbereitet wird, muss die Vorgaben des Safe Drinking Water Act erfüllen. Wasser aus privaten Brunnen unterliegt dagegen nicht derselben Überwachung und Regulierung. Die U.S. Environmental Protection Agency und staatliche Gesundheitsbehörden geben jedoch Orientierung zur Sicherheit von Brunnenwasser.

Auch Radon könnte als Modell für Maßnahmen zur Innenraumluftqualität in privaten Gebäuden dienen. In den USA ist Radon die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs.

Priorität sollten Innenräume haben, in denen sich viele Menschen über längere Zeit aufhalten. Schulen sind ein naheliegender Ausgangspunkt. Auch unterversorgte Gruppen sollten bei Forschung und konkreten Maßnahmen besonders berücksichtigt werden, weil der Nutzen dort besonders groß sein kann.

Keimfreie Luft versus „ausreichend saubere Luft“

Bei chemischen Schadstoffen sinken die Gesundheitsrisiken im Allgemeinen, wenn die Exposition sinkt. Bei ultrareiner Luft, die frei von biologischem Material ist, also frei von Bioaerosolen, ist es komplizierter. Eine solche Luft ist für unsere langfristige Gesundheit möglicherweise nicht das Beste.

Anmerkung besteluft: Mit „ultrareiner Luft“ ist hier nicht einfach „gute Innenraumluft“ gemeint, sondern eine sehr weitgehende Reduktion biologischer Bestandteile in der Luft. In Reinräumen gibt es dafür eigene Klassen und technische Standards. Für normale Innenräume wie Wohnungen, Schulen oder Büros ist keimfreie Luft weder realistisch noch das Ziel.

Selbst wenn wir alle Bioaerosole aus der Außenluft entfernen könnten, die in Gebäude eindringt, könnten wir die Belastung durch Quellen in Innenräumen nicht verhindern. Studien zeigen, dass ein gewisser Kontakt mit Mikroben hilfreich sein kann, um das Immunsystem zu trainieren und das Auftreten von Allergien und Autoimmunerkrankungen zu verringern.

Auf der anderen Seite können Bioaerosole Asthmaanfälle auslösen. Der Umgang mit Bioaerosolen in Innenraumluft braucht daher eine sorgfältige Balance. Zu Bioaerosolen gehören auch krankmachende Viren und Bakterien. Sie sind für Milliarden von Atemwegsinfektionen und Millionen damit verbundener Todesfälle pro Jahr verantwortlich.

Beim Trinkwasser versuchen wir, möglichst viele Krankheitserreger durch einen strengen Coliform-Standard zu entfernen. Bei Luft kann es sinnvoll sein, eine gewisse Menge biologischen Materials zuzulassen. Allerdings braucht es weitere Forschung, um optimale Expositionen zu bestimmen.

Das Innenraum-Mikrobiom gezielt auszubalancieren, wird auch davon abhängen, ob die Öffentlichkeit solche Ansätze akzeptiert. Die richtige Balance zu finden, wird schwierig sein. Denn das Immunsystem reagiert von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Was für eine Person optimal ist, kann für eine andere lebensbedrohlich sein.

Einfache versus komplexe Lösungen

Viele Forschende neigen dazu, nach der optimalen Lösung zu suchen und dabei technologische Grenzen weiter zu verschieben. Tatsächlich wird daran gearbeitet, bezahlbare Echtzeit-Sensoren für chemische und biologische Schadstoffe zu entwickeln. Ihre Messwerte könnten genutzt werden, um Risiken einzuschätzen und automatisch technische Maßnahmen auszulösen, die wieder gesündere Bedingungen herstellen. Ein Beispiel dafür ist ARPA-H Building Resilient Environments for Air and Total HEalth, kurz BREATHE.

Solche smarten Gebäudesysteme könnten in der Zukunft breit eingesetzt werden, ähnlich wie Brandschutzanlagen. Einfachere Lösungen sind jedoch schon jetzt verfügbar. Wir müssen nicht alles messen.

Geöffnete Fenster und Abluftventilatoren können Emissionen durch Kochen, durch eine infektiöse Person oder durch andere Quellen in einem Gebäude verringern und somit die Innenraumluftqualität deutlich verbessern.

Filterbasierte mobile Luftreiniger, samt Do-it-yourself-Filterboxen, können infektiöse respiratorische Aerosolpartikel in einem Raum wirksam entfernen. Filter wirken auch gegen Rauch von Waldbränden, besonders dann, wenn das Öffnen von Fenstern und Türen nicht sinnvoll ist.

Weil Gebäude, Situationen und verfügbare Ressourcen sehr unterschiedlich sind, brauchen wir eine Auswahl an Lösungen, keine „One-size-fits-all“-Scheinlösung. Dazu gehören kostengünstigere Sensoren, die mit Gebäudesteuerungen verbunden sind und thermischen Komfort, Innenraumluftqualität und Energieverbrauch gemeinsam optimieren. Dazu gehören auch aktive und passive Technologien zur Luftreinigung sowie emissionsarme Materialien, Produkte und Praktiken, die im Neubau ebenso wie in unterversorgten Gebäuden eingesetzt werden können.

Vor diesem Hintergrund identifizieren die Autor:innen vier große Hindernisse für einen Clean Indoor Air Act und schlagen Ansätze vor, um diese zu überwinden.

Erstens ist die regulatorische Zuständigkeit in den USA und anderen Ländern unklar. Das zeigt sich häufig in verstreuter und scheinbar wenig abgestimmter Forschung und Orientierung durch verschiedene Regierungsbehörden. Es braucht eine federführende Stelle für Innenraumluftqualität, die Zusammenarbeit und Fortschritt koordiniert.

Zweitens haben Gebäudeeigentümer:innen, Gebäudebetreiber:innen und Nutzer:innen oft unterschiedliche Prioritäten. Ein klar definierter Clean Indoor Air Act und eine eindeutige staatliche Zuständigkeit könnten helfen, diese Prioritäten besser aufeinander abzustimmen.

Drittens macht die Vielfalt von Gebäudealter, Gebäudetypen, Technologien und Nutzungsarten das Thema komplex. Deshalb braucht es einen flexiblen, differenzierten Ansatz zur Verbesserung der Innenraumluftqualität.

Viertens braucht die Frage, was „ausreichend saubere“ Luft überhaupt bedeutet, einen fachübergreifenden Konsens. Dafür braucht es weitere Forschung, mindestens aus den Bereichen Exposition, Gesundheit, Mikrobiologie, Physik, Aerosolwissenschaften und Gebäudewissenschaften.

Vor 100 Jahren war sauberes Wasser nicht selbstverständlich. Im Jahr 1900 lag die Häufigkeit von Typhus, einer durch Salmonellen verursachten wasserübertragenen Krankheit, in den USA bei ungefähr 100 Fällen pro 100.000 Menschen. Im Jahr 2006 lag die Rate nur noch bei 0,1 Fällen pro 100.000 Menschen, und die Mehrheit der Fälle trat bei internationalen Reisenden auf.

Eine Kombination aus wachsendem Bewusstsein, neuen Regelungen und Fortschritten bei Aufbereitungstechnologien führte dazu, dass sauberes Wasser erwartet wird und wasserübertragene Krankheiten in einigen Regionen nahezu verschwunden sind.

In 100 Jahren, so hoffen die Autor:innen, wird eine ähnliche Revolution bei Innenraumluft stattgefunden haben.

Autor:innen und Originalquelle

Linsey C. Marr ist am Department of Civil and Environmental Engineering der Virginia Tech tätig.

Richard L. Corsi ist am Department of Civil and Environmental Engineering der University of California, Davis tätig.

Die vollständigen Kontaktinformationen und die Originalpublikation sind über die Website des Journals abrufbar:https://pubs.acs.org/10.1021/acs.est.6c02998

Die Autor:innen erklären, dass keine konkurrierenden finanziellen Interessen bestehen.

Dr. Linsey Marr ist University Distinguished Professor am Department of Civil and Environmental Engineering der Virginia Tech. Ihre Forschungsgruppe untersucht Schadstoffe in Innen- und Außenluft. Schon vor der COVID-19-Pandemie gehörte sie zu den wenigen Forschenden, die Viren in der Luft untersuchten. Ein besonderer Schwerpunkt ihrer Arbeit liegt auf der Aerosolisierung von Krankheitserregern, ihrem Verhalten und Transport in der Umwelt sowie auf technischen Maßnahmen, die luftgetragene Übertragung verringern können.

Marr ist MacArthur Fellow, Mitglied der National Academy of Engineering und Fellow mehrerer Fachgesellschaften, darunter der International Society of Indoor Air Quality and Climate.

Dr. Richard Corsi ist Distinguished Professor und Dean des College of Engineering an der University of California, Davis. Sein Team hat über viele Jahre zu unterschiedlichen Fragen der Innenraumluftqualität geforscht, darunter Schadstoffquellen in Innenräumen, Wechselwirkungen zwischen Schadstoffen und Innenraummaterialien sowie innovative Kontroll- und Reinigungstechnologien.

Corsi ist außerdem mit einem sehr wirksamen DIY-Luftreiniger verbunden. Er war unter anderem Präsident der Academy of Fellows der International Society for Indoor Air Quality and Climate. Seine Arbeit wurde breit in internationalen Medien aufgegriffen, darunter The Economist, New York Times, Washington Post, Wall Street Journal, Smithsonian Magazine und National Geographic.

Förderung und Hinweise

Die Arbeit wurde teilweise durch die Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) gefördert. Die Ansichten und Schlussfolgerungen im Originaltext stammen von den Autor:innen und sind nicht als offizielle Position der US-Regierung zu verstehen.

Weitere Unterstützung kam vom Flu Lab und von der U.S. National Science Foundation unter Grant DBI-2412389.

Literatur im Originalartikel

Die Literaturangaben des Originalartikels umfassen unter anderem Arbeiten zu Innenraumluftqualität, luftgetragener Infektion, dem Innenraum-Mikrobiom, DIY-Filterboxen und sauberen sowie energieeffizienten Gebäuden. In der Übersetzung wurden die Literaturquellen verlinkt. Hinweis von besteluft: Dieser Blogbeitrag wurde teilweise mithilfe eines KI-gestützten Übersetzungs- und Schreibwerkzeugs erstellt. Die deutsche Fassung wurde von besteluft redaktionell geprüft, angepasst und inhaltlich verantwortet.